陸東凹陷后河地區儲層特征及影響因素研究

裴家學，冉 波，田 涯，張甲明，張瑞雪，劉 邦

（中國石油遼河油田分公司勘探開發研究院，遼寧盤錦 124010）

陸家堡凹陷東部為陸東凹陷，西部為陸西凹陷，陸西凹陷是遼河外圍盆地勘探開發效果最好的凹陷，但勘探程度高；而陸東凹陷是遼河外圍盆地勘探面積最大、資源量最豐富的凹陷（圖1），且勘探程度低，具有較大的勘探潛力。后河地區位于陸東凹陷交力格與三十方地兩大生烴洼陷之間，具備完整的斷裂背斜構造，形成于沙海組沉積時期，發育扇三角洲沉積體系，目的層段為九佛堂組，儲層巖性以凝灰質粉砂巖、凝灰質細砂巖為主，油源條件十分優越，其周邊已發現前河油田、廣發油田，儲量占陸東凹陷已探明儲量的71.4%，是油氣的主要指向區。本次重點針對儲層特征及影響因素開展研究，進行儲層預測，指導勘探部署，力求取得新的突破。

陸東凹陷為單斷箕狀凹陷，后河地區位于陸東凹陷陡坡帶，構造演化及沉積均受邊界斷層活動的控制，受構造運動、火山活動以及沉積沉降中心遷移的影響，發育背斜構造，被NNE 向的斷層切割分塊。對于油氣成藏而言，構造條件十分有利，因此，儲層質量成為富集高產的關鍵。

圖1 后河地區構造位置

1 儲層特征

1.1 儲層巖石學特征

后河地區儲層以凝灰質細砂巖、凝灰質粉砂巖為主，按碎屑成分劃分，主要為長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和巖屑砂巖。儲層結構成熟度及成分成熟度均較低。碎屑組分中石英等穩定組分含量低，平均為4.0%；非穩定組分含量高，主要為長石及巖屑。其中，長石平均含量30.0%，主要為斜長石；巖屑主要為中酸性噴出巖巖屑，含量可達50.0%，含少量淺變質巖和沉積巖巖屑，占比一般小于6.0%。碎屑組分多為次圓-次棱角狀，粒度變化大，分選較差[1-2]。

填隙物以雜基為主，按成分有黏土質雜基、鈣泥基和云泥基，部分泥基已轉化為水云母，部分被碳酸鹽交代。雜基黏土也多由火山灰水解水化演變而來，因此，多為水敏性礦物蒙皂石以及因壓實脫水變化而成的伊蒙混層、伊利石及火山灰演變而成的綠泥石。

1.2 儲集空間類型

后河地區九佛堂組儲集空間類型主要有殘余粒間孔、次生孔隙、微孔隙和微裂縫。

殘余粒間孔：后河地區90%以上的儲集空間由殘余粒間孔構成，巖石類型為長石巖屑砂巖、巖屑長石砂巖和巖屑砂巖，個體較大，孔徑10～100 μm，孔喉連通性好，是本區油藏重要的儲集空間類型。

次生溶蝕孔：次生溶蝕孔包括長石和巖屑粒內溶孔、粒間溶蝕擴大孔和鑄模孔，也包括少量的膠結物溶蝕孔，本區溶蝕孔大量發育。

微孔隙：包括泥狀雜基在固結成巖時收縮形成的孔隙和黏土礦物重結晶的晶間孔隙。研究區內各層段均有發育，偏光顯微鏡下難以分辨，掃描電鏡下觀察，孔徑一般小于5 μm。微孔隙的孔隙度小于2.0%，對總孔隙度貢獻不大，對滲透率的貢獻較好。

微裂縫：巖心觀察表明，河11井1 739.74～1 750.55 m井段發育兩組大型高角度裂縫，裂縫最大長度為1.30 m，開度為100～2 000μm，多為X剪切裂縫。從總體上看，裂縫孔隙度小于0.3%，對總孔隙度貢獻不大，但這些裂縫對于溝通孔隙、改善儲層滲透率起重要的作用。

1.3 儲層物性特征

根據后河地區九佛堂組儲層5口井210個樣品的巖心物性數據統計分析，九佛堂組儲層物性普遍較差，九佛堂組下段儲層最大孔隙度為23.1%，平均為12.1%；最大滲透率為3.0×10-3μm2，平均為1.1×10-3μm2。 九佛堂組上段儲層最大孔隙度為24.6%，平均為14.0%；最大滲透率為49.0×10-3μm2，平均為2.6×10-3μm2（圖2）。均屬于中低孔特低滲儲層，但九佛堂組上段儲層物性相對較好，這種差異主要受埋深影響。

1.4 儲層成巖作用與成巖演化

根據自生礦物組合，結合有機質熱演化，選擇鏡質組反射率、伊蒙混層比、黏土礦物分布特征以及孢粉顏色等多種成巖指標，將后河地區成巖階段劃分為早成巖階段和晚成巖階段。研究認為，九佛堂組儲層經歷了機械壓實、膠結、溶解三種成巖作用。九佛堂組地層在阜新組沉積時期埋深最大，達3 000.00～4 000.00 m，壓實作用較強，主導了早成巖階段。膠結作用在整個地區目的層段非常普遍，按照成巖的先后順序，泥粉晶菱鐵礦、白云石、方解石等礦物的膠結作用主要形成于同生期至早成巖階段早期。晚成巖階段，九佛堂組巖石中不穩定的組分被溶解，主要表現為長石、巖屑和云母等礦物顆粒的溶蝕作用和雜基、碳酸鹽、膠結物的溶解作用[3-7]。

2 儲層物性控制因素

2.1 沉積相帶對儲層物性的影響

圖2 后河地區儲層物性統計

后河地區主要發育扇三角洲前緣及前扇三角洲兩大亞相，扇三角洲平原亞相規模較小。從平面沉積相（圖3）與平面儲層孔隙度等值線圖（圖4）對比來看，扇三角洲前緣亞相儲層物性最好，孔隙度為12.0%～20.0%；前三角洲亞相孔隙度小于10.0%，物性差；扇三角洲平原孔隙度小于8.0%，物性最差。扇三角洲平原沉積以砂礫巖為主，分選極差，且為泥質基底式膠結，因而孔隙度較低、物性差；前扇三角洲以粉砂巖、泥質粉砂巖和粉砂質泥巖沉積為主，泥質含量高、孔隙度低、物性差；而扇三角洲前緣亞相又可分為水下分流河道及前緣席狀砂兩種微相，以細砂巖、中砂巖為主，泥質含量低，分選磨圓好，孔隙度較高且連通性好。因此，沉積相帶對儲層物性的控制作用比較明顯。

圖3 后河地區九佛堂組上段Ⅳ油組沉積相平面分布

2.2 成巖作用對儲層物性的影響

圖4 后河地區九佛堂組上段Ⅳ油組孔隙度特征

阜新組沉積末期，受火山活動及區域構造運動的影響，地層抬升遭受剝蝕，阜新組地層基本被剝蝕殆盡。壓實作用引起的砂巖顆粒的重排和變形，使顆粒間的接觸關系更加緊密，孔隙逐漸變小，并控制著黏土礦物的轉變，使得儲層原生孔隙在早成巖階段急劇減少。

研究區膠結作用主要表現為碳酸鹽巖膠結和黏土礦物膠結。碳酸鹽巖膠結主要為方解石及白云石膠結，局部見菱鐵礦充填，碳酸鹽巖膠結一方面對儲層物性具有破壞作用[7]，另一方面方解石等較易溶蝕的組分在后期的成巖過程中可發生溶蝕，產生溶蝕孔隙，從而改善儲層物性；黏土礦物膠結主要以高嶺石、伊利石膠結為主，自生高嶺石多呈書頁狀、蠕蟲狀，充填于碎屑顆粒間；伊利石多呈毛發狀。鏡下呈多層狀分布于碎屑顆粒表面，部分已向蒙皂石轉化，受膠結作用的影響，儲層物性進一步降低。

溶蝕作用對孔隙具有建設性的意義[8]。本區溶蝕作用以長石、碳酸鹽巖及凝灰質成分的溶蝕為主。儲層中長石、碳酸鹽以及中基性凝灰質等易溶蝕組分含量高，易發生溶蝕。因此，該區儲層在后期強烈的溶蝕作用下，次生溶蝕孔發育、孔隙度增大。

后河地區孔隙度與埋深關系圖中可見（圖5），該地區可能存在3 個次生孔隙發育段，分析發現，Ⅲ區為九佛堂組下段三期儲層，Ⅱ區和Ⅰ區為九佛堂組上段儲層，位于不同構造部位，但在橫向上屬于同一層，均位于九佛堂組上段二期。因此，該地區實際上存在兩個次生孔隙發育段，九佛堂組下段三期和九佛堂組上段二期，主要原因是這兩套砂巖均為凝灰質砂巖，且長石、巖屑含量高，易于溶蝕；其次，該區烴源巖發育，烴源巖在生烴的過程中產生大量的有機酸，為溶蝕作用提供酸性介質[9-11]。溶蝕作用使孔隙度得到一定改善，但溶蝕產物發生異地膠結、堵塞喉道，使得滲透率進一步降低。成巖過程中以及后期的構造活動中，局部地區產生微裂縫，但規模較小，對整體儲層物性影響不大。因此，經歷了壓實、膠結、溶解作用后，儲層孔隙度先變小后增大，滲透率一直降低，形成中低孔特低滲儲層。

圖5 后河地區儲層孔隙度與深度關系

3 結論

（1）后河地區儲層結構成熟度和成分成熟度低，孔隙空間類型以次生溶蝕孔為主，為中低孔特低滲儲層；儲層物性受沉積相帶控制，扇三角洲前緣水下分流河道及席狀砂儲層物性最好。

（2）受壓實、膠結、溶蝕作用影響，后河地區儲層孔隙度先變小后增大，滲透率一直降低，為中低孔特低滲儲層。儲層中長石、巖屑含量高，且含大量凝灰質，均易于溶蝕；次生溶蝕孔隙發育，存在兩段次生孔隙發育段，儲層物性相對較好。